git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/af_amerge.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Nicolas George <nicolas.george@normalesup.org>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * Audio merging filter
  24  */
  25
  26 #include "libswresample/swresample.h" // only for SWR_CH_MAX
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "audio.h"
  29 #include "internal.h"
  30
  31 #define QUEUE_SIZE 16
  32
  33 typedef struct {
  34     int nb_in_ch[2];       /**< number of channels for each input */
  35     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
  36     int bps;
  37     struct amerge_queue {
  38         AVFilterBufferRef *buf[QUEUE_SIZE];
  39         int nb_buf, nb_samples, pos;
  40     } queue[2];
  41 } AMergeContext;
  42
  43 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  44 {
  45     AMergeContext *am = ctx->priv;
  46     int i, j;
  47
  48     for (i = 0; i < 2; i++)
  49         for (j = 0; j < am->queue[i].nb_buf; j++)
  50             avfilter_unref_buffer(am->queue[i].buf[j]);
  51 }
  52
  53 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  54 {
  55     AMergeContext *am = ctx->priv;
  56     int64_t inlayout[2], outlayout;
  57     const int packing_fmts[] = { AVFILTER_PACKED, -1 };
  58     AVFilterFormats *formats;
  59     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  60     int i;
  61
  62     for (i = 0; i < 2; i++) {
  63         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  64             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  65             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  66                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  67             return AVERROR(EINVAL);
  68         }
  69         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  70         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  71             char buf[256];
  72             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  73             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  74         }
  75         am->nb_in_ch[i] = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  76     }
  77     if (am->nb_in_ch[0] + am->nb_in_ch[1] > SWR_CH_MAX) {
  78         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
  79         return AVERROR(EINVAL);
  80     }
  81     if (inlayout[0] & inlayout[1]) {
  82         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
  83                "Inputs overlap: output layout will be meaningless\n");
  84         for (i = 0; i < am->nb_in_ch[0] + am->nb_in_ch[1]; i++)
  85             am->route[i] = i;
  86         outlayout = av_get_default_channel_layout(am->nb_in_ch[0] +
  87                                                   am->nb_in_ch[1]);
  88         if (!outlayout)
  89             outlayout = ((int64_t)1 << (am->nb_in_ch[0] + am->nb_in_ch[1])) - 1;
  90     } else {
  91         int *route[2] = { am->route, am->route + am->nb_in_ch[0] };
  92         int c, out_ch_number = 0;
  93
  94         outlayout = inlayout[0] | inlayout[1];
  95         for (c = 0; c < 64; c++)
  96             for (i = 0; i < 2; i++)
  97                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
  98                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
  99     }
 100     formats = avfilter_make_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
 101     avfilter_set_common_sample_formats(ctx, formats);
 102     formats = avfilter_make_format_list(packing_fmts);
 103     avfilter_set_common_packing_formats(ctx, formats);
 104     for (i = 0; i < 2; i++) {
 105         layouts = NULL;
 106         ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i]);
 107         ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts);
 108     }
 109     layouts = NULL;
 110     ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout);
 111     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts);
 112     return 0;
 113 }
 114
 115 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 116 {
 117     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 118     AMergeContext *am = ctx->priv;
 119     int64_t layout;
 120     char name[3][256];
 121     int i;
 122
 123     if (ctx->inputs[0]->sample_rate != ctx->inputs[1]->sample_rate) {
 124         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 125                "Inputs must have the same sample rate "
 126                "(%"PRIi64" vs %"PRIi64")\n",
 127                ctx->inputs[0]->sample_rate, ctx->inputs[1]->sample_rate);
 128         return AVERROR(EINVAL);
 129     }
 130     am->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 131     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 132     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 133     for (i = 0; i < 3; i++) {
 134         layout = (i < 2 ? ctx->inputs[i] : ctx->outputs[0])->channel_layout;
 135         av_get_channel_layout_string(name[i], sizeof(name[i]), -1, layout);
 136     }
 137     av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
 138            "in1:%s + in2:%s -> out:%s\n", name[0], name[1], name[2]);
 139     return 0;
 140 }
 141
 142 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 143 {
 144     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 145     AMergeContext *am = ctx->priv;
 146     int i, ret;
 147
 148     for (i = 0; i < 2; i++)
 149         if (!am->queue[i].nb_samples)
 150             if ((ret = avfilter_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
 151                 return ret;
 152     return 0;
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Copy samples from two input streams to one output stream.
 157  * @param nb_in_ch  number of channels in each input stream
 158  * @param route     routing values;
 159  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 160  *                  i <  nb_in_ch[0] are the channels from the first output;
 161  *                  i >= nb_in_ch[0] are the channels from the second output
 162  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 163  *                  will be left at the end of the copied samples
 164  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 165  *                  must point to a buffer big enough;
 166  *                  will be left at the end of the copied samples
 167  * @param ns        number of samples to copy
 168  * @param bps       bytes per sample
 169  */
 170 static inline void copy_samples(int nb_in_ch[2], int *route, uint8_t *ins[2],
 171                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 172 {
 173     int *route_cur;
 174     int i, c;
 175
 176     while (ns--) {
 177         route_cur = route;
 178         for (i = 0; i < 2; i++) {
 179             for (c = 0; c < nb_in_ch[i]; c++) {
 180                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 181                 ins[i] += bps;
 182             }
 183         }
 184         *outs += (nb_in_ch[0] + nb_in_ch[1]) * bps;
 185     }
 186 }
 187
 188 static void filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *insamples)
 189 {
 190     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 191     AMergeContext *am = ctx->priv;
 192     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
 193     int input_number = inlink == ctx->inputs[1];
 194     struct amerge_queue *inq = &am->queue[input_number];
 195     int nb_samples, ns, i;
 196     AVFilterBufferRef *outbuf, **inbuf[2];
 197     uint8_t *ins[2], *outs;
 198
 199     if (inq->nb_buf == QUEUE_SIZE) {
 200         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Packet queue overflow; dropped\n");
 201         avfilter_unref_buffer(insamples);
 202         return;
 203     }
 204     inq->buf[inq->nb_buf++] = avfilter_ref_buffer(insamples, AV_PERM_READ |
 205                                                              AV_PERM_PRESERVE);
 206     inq->nb_samples += insamples->audio->nb_samples;
 207     avfilter_unref_buffer(insamples);
 208     if (!am->queue[!input_number].nb_samples)
 209         return;
 210
 211     nb_samples = FFMIN(am->queue[0].nb_samples,
 212                        am->queue[1].nb_samples);
 213     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE,
 214                                        nb_samples);
 215     outs = outbuf->data[0];
 216     for (i = 0; i < 2; i++) {
 217         inbuf[i] = am->queue[i].buf;
 218         ins[i] = (*inbuf[i])->data[0] +
 219                  am->queue[i].pos * am->nb_in_ch[i] * am->bps;
 220     }
 221
 222     avfilter_copy_buffer_ref_props(outbuf, *inbuf[0]);
 223     outbuf->audio->nb_samples     = nb_samples;
 224     outbuf->audio->channel_layout = outlink->channel_layout;
 225     outbuf->audio->planar         = outlink->planar;
 226
 227     while (nb_samples) {
 228         ns = nb_samples;
 229         for (i = 0; i < 2; i++)
 230             ns = FFMIN(ns, (*inbuf[i])->audio->nb_samples - am->queue[i].pos);
 231         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 232            +~13% overall (including two common decoders) */
 233         switch (am->bps) {
 234             case 1:
 235                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, 1);
 236                 break;
 237             case 2:
 238                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, 2);
 239                 break;
 240             case 4:
 241                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, 4);
 242                 break;
 243             default:
 244                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, am->bps);
 245                 break;
 246         }
 247
 248         nb_samples -= ns;
 249         for (i = 0; i < 2; i++) {
 250             am->queue[i].nb_samples -= ns;
 251             am->queue[i].pos += ns;
 252             if (am->queue[i].pos == (*inbuf[i])->audio->nb_samples) {
 253                 am->queue[i].pos = 0;
 254                 avfilter_unref_buffer(*inbuf[i]);
 255                 *inbuf[i] = NULL;
 256                 inbuf[i]++;
 257                 ins[i] = *inbuf[i] ? (*inbuf[i])->data[0] : NULL;
 258             }
 259         }
 260     }
 261     for (i = 0; i < 2; i++) {
 262         int nbufused = inbuf[i] - am->queue[i].buf;
 263         if (nbufused) {
 264             am->queue[i].nb_buf -= nbufused;
 265             memmove(am->queue[i].buf, inbuf[i],
 266                     am->queue[i].nb_buf * sizeof(**inbuf));
 267         }
 268     }
 269     ff_filter_samples(ctx->outputs[0], outbuf);
 270 }
 271
 272 AVFilter avfilter_af_amerge = {
 273     .name          = "amerge",
 274     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two audio streams into "
 275                                           "a single multi-channel stream."),
 276     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 277     .uninit        = uninit,
 278     .query_formats = query_formats,
 279
 280     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {
 281         { .name             = "in1",
 282           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 283           .filter_samples   = filter_samples,
 284           .min_perms        = AV_PERM_READ, },
 285         { .name             = "in2",
 286           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 287           .filter_samples   = filter_samples,
 288           .min_perms        = AV_PERM_READ, },
 289         { .name = NULL }
 290     },
 291     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {
 292         { .name             = "default",
 293           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 294           .config_props     = config_output,
 295           .request_frame    = request_frame, },
 296         { .name = NULL }
 297     },
 298 };